JP2668016B2 - Polishing pad and method of manufacturing the same - Google Patents

Polishing pad and method of manufacturing the same

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JP2668016B2 JP63237170A JP23717088A JP2668016B2 JP 2668016 B2 JP2668016 B2 JP 2668016B2 JP 63237170 A JP63237170 A JP 63237170A JP 23717088 A JP23717088 A JP 23717088A JP 2668016 B2 JP2668016 B2 JP 2668016B2
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  • Finish Polishing, Edge Sharpening, And Grinding By Specific Grinding Devices (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、金属、プラスチック、ガラス、セラミック
などの各種ワークのポリッシングに使用されるポリッシ
ングパッドとその製造方法に関するものである。
Description: BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a polishing pad used for polishing various works such as metal, plastic, glass, and ceramic, and a method for manufacturing the same.

[従来の技術] 従来、上述したような各種ワークのポリッシング、特
にファイナルポリッシュを行う際のポリッシングパッド
として、スエードクロスが一般に使用されていた。これ
は、スエードクロスが、柔軟且つ丈夫で研磨剤を保持し
易い表面状態を持っているからである。
[Prior Art] Conventionally, a suede cloth has been generally used as a polishing pad when polishing various works as described above, particularly when performing final polishing. This is because the suede cloth has a surface condition that is soft and durable and easily holds the abrasive.

ところが近年では、製品に要求される鏡面状態が更に
高精度なものとなり、その要求に応えるため、従来のス
エードクロスより高性能の種々のポリッシングパッドが
開発されている。
However, in recent years, the mirror surface condition required for products has become even more precise, and various polishing pads having higher performance than conventional suede cloth have been developed to meet the demand.

その一例として、例えば第12図(A),(B)には、
ベースシート1上に、多数の空孔3を有するウレタン樹
脂2をコーティングしてなるポリッシングパッドが示さ
れているが、かかるポリッシングパッドは、その製法に
基づく構造上の問題から研磨精度に限界があり、高い精
度が要求される精密研磨には適さないという欠点があっ
た。
As an example, for example, in FIGS. 12 (A) and (B),
A polishing pad formed by coating a urethane resin 2 having a large number of holes 3 on a base sheet 1 is shown. However, such a polishing pad has a limitation in polishing accuracy due to a structural problem based on the manufacturing method. However, it is not suitable for precision polishing which requires high precision.

即ち、このポリッシングパッドは、ベースシート1上
に発泡性ウレタン樹脂2をコーティングした後、それを
水中に浸漬してウレタン樹脂2を発泡させ、乾燥した
後、該ウレタン樹脂2の表面を研削することによって形
成されるが、空孔3の形成がウレタン樹脂2の発泡任せ
であるため、各空孔3の大きさや形状、深さ等を一定に
揃えたり、分布を均一にすることは不可能に近く、それ
らのばらつきが非常に大きかった。
That is, this polishing pad is obtained by coating the foamable urethane resin 2 on the base sheet 1, immersing it in water to foam the urethane resin 2, drying it, and then grinding the surface of the urethane resin 2. However, since the formation of the holes 3 is left to the foaming of the urethane resin 2, it is impossible to make the size, shape, depth, etc. of the holes 3 uniform or to make the distribution uniform. Nearby, their variability was very large.

そのため、ポリッシングパッド全体に砥粒を一様に保
持させることは困難で、研磨レートや寿命等のばらつき
をなくすことができず、その結果、スクラッチを生じ易
いなど、均一で高精度の研磨を行うことが困難であり、
研磨工程を自動化する上での支障も多かった。しかも、
第12図(A),(B)と第13図(A),(B)との比較
からも分るように、パッドの表面状態がその摩耗と共に
不規則に変化し、研磨条件が変わり易いなどの不都合も
あった。
For this reason, it is difficult to uniformly hold the abrasive grains over the entire polishing pad, and it is not possible to eliminate variations in the polishing rate, the life, and the like. Is difficult and
There were many obstacles in automating the polishing process. Moreover,
As can be seen from a comparison between FIGS. 12 (A) and 12 (B) and FIGS. 13 (A) and 13 (B), the surface condition of the pad changes irregularly with its wear, and the polishing conditions tend to change. There was also inconvenience.

[発明が解決しようとする課題] 本発明の課題は、各空孔の大きさ、形状、深さ等が一
定で、分布も均一なポリッシングパッドを提供すること
にある。
[Problems to be Solved by the Invention] An object of the present invention is to provide a polishing pad in which the size, shape and depth of each hole are constant and the distribution is uniform.

[課題を解決するための手段] 上記課題を解決するため、本発明のポリッシングパッ
ドは、ベースシート上に、多数の空孔を備えた多孔状の
合成樹脂を付着一体化することにより構成されており、
上記空孔が、合成樹脂に植設した短繊維を溶解、除去す
ることにより形成されていることを特徴とするものであ
る。
[Means for Solving the Problems] In order to solve the above problems, the polishing pad of the present invention is configured by adhering and integrating a porous synthetic resin having a large number of holes on a base sheet. Cage,
The voids are formed by dissolving and removing the short fibers planted in the synthetic resin.

また、本発明のポリッシングパッドの製造方法は、ベ
ースシート上に所定の太さ及び長さを有する多数の短繊
維を植設し、該ベースシートの短繊維植設面に合成樹脂
を塗布したあと、該短繊維を溶解、除去することによ
り、上記合成樹脂に多数の空孔を形成せしめることを特
徴とするものである。
In addition, the method for manufacturing a polishing pad of the present invention is a method in which a large number of short fibers having a predetermined thickness and length are planted on a base sheet, and a synthetic resin is applied to the short fiber planting surface of the base sheet. By melting and removing the short fibers, a large number of holes are formed in the synthetic resin.

[発明の具体例] 以下、本発明を図面を参照しながら更に詳細に説明す
る。
Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to the drawings.

本発明に係るポリッシングパッドを製造するに当って
は、まず、第1図に示すように、ポリエステル繊維から
なる不織布等を素材とするベースシート10が用意され、
該ベースシート10の片面に、所定の形状及び寸法を有す
る多数の短繊維11が、例えば静電植毛法等によって起立
状態に植設される。
In manufacturing the polishing pad according to the present invention, first, as shown in FIG. 1, a base sheet 10 made of a nonwoven fabric made of polyester fiber or the like is prepared,
On one surface of the base sheet 10, a large number of short fibers 11 having a predetermined shape and dimensions are planted in a standing state by, for example, an electrostatic flocking method.

上記短繊維11は、酸やアルカリ、水、有機溶剤等の溶
媒によって溶解する性質のものであることが必要であ
り、例えばアルミニウムなどの金属、ポリビニルアルコ
ール(PVA)などのプラスチック、あるいはセラミック
等で形成される。
The short fibers 11 need to have a property of being dissolved by a solvent such as an acid, an alkali, water, or an organic solvent. For example, a metal such as aluminum, a plastic such as polyvinyl alcohol (PVA), or a ceramic or the like can be used. It is formed.

また、該短繊維11の形状及び寸法は、ワークの材質、
使用研磨剤の種類、研磨の目的等に応じて任意に設定す
ることができ、例えば第7図(A)〜(G)に示すよう
な円柱形、角柱形、円錐形、角錐形、紡錘形、角形紡錘
形、しずく形等をなし、最大部分の太さが数〜数100μ
m、長さが数μm〜数mmの短繊維を使用することができ
る。中でも特に、半導体ウエハのポリッシュに使用する
パッドを形成する場合は、太さが30〜50μm、長さが50
0〜600μm程度の短繊維を使用するのが好ましい。
Further, the shape and dimensions of the short fibers 11 are the material of the work,
It can be arbitrarily set according to the type of abrasive used, the purpose of polishing, and the like. For example, a cylinder, a prism, a cone, a pyramid, a spindle, as shown in FIGS. It has a polygonal spindle shape, a drop shape, etc., and the maximum thickness is several to several hundred μ.
m, a short fiber having a length of several μm to several mm can be used. In particular, when forming a pad used for polishing a semiconductor wafer, the thickness is 30 to 50 μm and the length is 50 μm.
It is preferable to use short fibers of about 0 to 600 μm.

なお、図示の例では、円柱形の短繊維11を使用してい
る。
In the illustrated example, cylindrical short fibers 11 are used.

上記短繊維11を静電植毛法によって植設する場合に
は、第6図に示すような装置が好適に使用される。これ
は、アクリル容器20内に、真空ポンプ21に通じるバキュ
ームチャック手段を備えた上部電極22と、伸縮アーム24
により上下動自在の下部電極23とを設けたもので、接着
剤25を塗布したベースシート10を上部電極22に吸着、保
持させると共に、植設すべき短繊維11を下部電極23上に
載置し、上部電極22をアースした状態で下部電極23に直
流のマイナス高電圧を印加すると、第2図に示すよう
に、帯電した短繊維11がベースシート10上にほぼ一定の
間隔をおいて起立状態に吸着され、接着剤25により一体
に付着する。
When the short fibers 11 are planted by the electrostatic flocking method, a device as shown in FIG. 6 is preferably used. This includes an upper electrode 22 equipped with a vacuum chuck means communicating with a vacuum pump 21 in an acrylic container 20, and a telescopic arm 24.
And a lower electrode 23 that can be moved up and down by means of which the base sheet 10 coated with an adhesive 25 is adsorbed and held by the upper electrode 22, and the short fibers 11 to be planted are placed on the lower electrode 23. Then, when a DC negative high voltage is applied to the lower electrode 23 while the upper electrode 22 is grounded, the charged short fibers 11 stand on the base sheet 10 at substantially constant intervals as shown in FIG. It is adsorbed in a state and adheres integrally with the adhesive 25.

次に、第3図に示すように、短繊維11が植設されたベ
ースシート10の繊維植設面上に、該繊維11の端部が露出
する程度の厚さ(例えば500μm)にウレタン樹脂12を
塗布し、それを乾燥させた後、酸やアルカリ、水、有機
溶剤等の溶媒によって短繊維11を溶解、除去することに
より、第4図及び第5図に示すように、各短繊維11の抜
孔によって構成される多数の空孔13を備えたポリッシン
グパッドが得られる。
Next, as shown in FIG. 3, the urethane resin has a thickness (for example, 500 μm) on the fiber planting surface of the base sheet 10 on which the short fibers 11 are planted, such that the ends of the fibers 11 are exposed. After coating and drying, the short fibers 11 are dissolved and removed with a solvent such as an acid, an alkali, water, or an organic solvent. A polishing pad having a large number of holes 13 constituted by 11 holes is obtained.

ここで、上記短繊維11を溶媒で溶解する場合、アルミ
ニウム製の短繊維の場合は酸を使用し、ポリビニルアル
コール製の短繊維の場合は水を使用するなど、短繊維の
素材に応じてそれに適した溶媒が使用されることはいう
までもない。
Here, when the short fibers 11 are dissolved in a solvent, acid is used in the case of aluminum short fibers, water is used in the case of polyvinyl alcohol short fibers, and the like depending on the material of the short fibers. It goes without saying that a suitable solvent is used.

また、円柱形以外の短繊維を使用した場合、それに適
合する形状の空孔が形成されることは勿論である。
Moreover, when short fibers other than the cylindrical shape are used, it goes without saying that holes having a shape suitable for the short fibers are formed.

かくして形成されたポリッシングパッドは、短繊維11
が除去された跡に形成された各空孔13の大きさや形状、
深さ、分布等がほぼ一定であるため、研磨レート及び寿
命は全体として一定となり、しかも、パッドの摩耗によ
って表面状態が変化するようなこともなく、非常に高精
度の研磨を行うことができる。
The polishing pad thus formed has short fibers 11
The size and shape of each hole 13 formed in the trace where was removed,
Since the depth, distribution, and the like are almost constant, the polishing rate and life are constant as a whole, and very high-precision polishing can be performed without changing the surface state due to pad wear. .

また、上記の如くベースシート10上に短繊維11を植設
する場合、第8図に示すように、該短繊維11を傾斜状態
に植設しても良く、これによって、第9図に示すよう
に、傾斜する空孔13を備えたポリッシングパッドを形成
することができる。従って、短繊維の傾斜角度や傾斜方
向等をコントロールすることにより、各空孔が円周方向
に一様に傾斜したものや、領域毎に傾斜方向を変えたも
の、ランダムに傾斜するものなど、用途に応じて各種態
様のポリッシングパッドを得ることができる。
When the short fibers 11 are planted on the base sheet 10 as described above, the short fibers 11 may be planted in an inclined state as shown in FIG. As described above, a polishing pad having the inclined holes 13 can be formed. Therefore, by controlling the inclination angle and the inclination direction of the short fibers, each hole is uniformly inclined in the circumferential direction, one in which the inclination direction is changed for each region, one in which the inclination is random, Various types of polishing pads can be obtained depending on the application.

上述したように短繊維を傾斜させる方法については、
ベースシート上に付着させた短繊維を物理的に押して傾
斜させる方法や、短繊維が磁性体である場合には、第10
図に示すように、磁石26によって短繊維11に磁界を作用
させる方法などがある。
As described above, regarding the method of inclining short fibers,
If the short fibers attached to the base sheet are physically pushed and inclined, or if the short fibers are magnetic,
As shown in the figure, there is a method of applying a magnetic field to the short fiber 11 by the magnet 26.

更に、ベースシート10上に短繊維を植設するに当り、
接着剤25をスクリーン印刷等によりパターン化して塗布
することにより、該短繊維11をそのパターンに沿って植
設することができ、これにより、例えば第11図(A)〜
(D)に示すように、パターン化された特定の領域27内
に空孔13を有するポリッシングパッドを形成することが
できる。
Furthermore, upon planting short fibers on the base sheet 10,
By patterning and applying the adhesive 25 by screen printing or the like, the short fibers 11 can be planted along the pattern, whereby, for example, FIG.
As shown in (D), it is possible to form a polishing pad having holes 13 in a specific patterned area 27.

[発明の効果] このように、本発明によれば、合成樹脂中に多数の短
繊維を植設し、該短繊維を溶解、除去することにより空
孔を形成するようにしたので、一定の大きさ、形状、深
さを有する多数の空孔をパッドの前面に均一に分布させ
て形成することができ、これにより、研磨レート及び寿
命が全体として一定のポリッシングパッドを簡単に得る
ことができる。
[Effects of the Invention] As described above, according to the present invention, a large number of short fibers are planted in a synthetic resin, and holes are formed by dissolving and removing the short fibers. A large number of holes having a size, a shape, and a depth can be uniformly distributed and formed on the front surface of the pad, so that a polishing pad having a uniform polishing rate and a constant life can be easily obtained. .

また、かかるポリッシングパッドを使用することによ
り、スクラッチを生じない高精度の研磨を行うことがで
きる。
Further, by using such a polishing pad, it is possible to perform highly accurate polishing without causing scratches.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

第1図乃至第4図は本発明に係るポリッシングパッドの
製造方法を工程順に示す要部断面図、第5図は第4図に
示す本発明のポリッシングパッドの正面図、第6図は静
電植毛に使用される装置の概略的な構成図、第7図
(A)〜(G)は短繊維の例を示す斜視図、第8図は短
繊維を傾斜状態に植設した場合の要部断面図、第9図は
それによって得られるポリッシングパッドの部分断面
図、第10図は短繊維を傾斜させる方法の一例を示す断面
図、第11図(A)〜(D)は空孔の形成パターンの説明
図、第12図(A),(B)は従来のポリッシングパッド
の部分断面図及び正面図、第13図(A),(B)はその
摩耗状態を示す断面図及び正面図である。 10……ベースシート、11……短繊維、 12……合成樹脂、13……空孔。
1 to 4 are cross-sectional views of a principal part showing a method of manufacturing a polishing pad according to the present invention in the order of steps, FIG. 5 is a front view of the polishing pad of the present invention shown in FIG. 4, and FIG. 7A to 7G are perspective views showing examples of short fibers, and FIG. 8 is a main part when short fibers are planted in an inclined state. A sectional view, FIG. 9 is a partial sectional view of a polishing pad obtained thereby, FIG. 10 is a sectional view showing an example of a method of inclining short fibers, and FIGS. 11 (A) to (D) are formation of pores. FIGS. 12 (A) and 12 (B) are a partial sectional view and a front view of a conventional polishing pad, and FIGS. 13 (A) and 13 (B) are a sectional view and a front view showing a worn state thereof. is there. 10 …… Base sheet, 11 …… Short fiber, 12 …… Synthetic resin, 13 …… Void.

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】ベースシート上に、多数の空孔を備えた多
孔状の合成樹脂を付着一体化することにより構成されて
おり、上記空孔が、合成樹脂内に埋設した短繊維を溶
解、除去することにより形成されていることを特徴とす
るポリッシングパッド。
1. A base sheet is constituted by adhering and integrating a porous synthetic resin having a large number of pores, and the pores dissolve short fibers embedded in the synthetic resin, A polishing pad formed by removing the polishing pad.
【請求項2】ベースシートに所定の太さ及び長さを有す
る多数の短繊維を植設し、該ベースシートの短繊維植設
面に合成樹脂を塗布したあと、該短繊維を溶解、除去す
ることにより、上記合成樹脂に多数の空孔を形成せしめ
ることを特徴とするポリッシングパッドの製造方法。
2. A large number of short fibers having a predetermined thickness and length are planted on a base sheet, a synthetic resin is applied to a surface of the base sheet on which short fibers are planted, and then the short fibers are dissolved and removed. By doing so, a large number of holes are formed in the synthetic resin, and a method of manufacturing a polishing pad.
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